金納米顆粒、ZnO納米結(jié)構(gòu)在癌癥治療和生物傳感方面的應(yīng)用.pdf

1、納米技術(shù)是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，其與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合催生出了納米生物醫(yī)學(xué)。在這個(gè)領(lǐng)域中，人們利用納米材料開展的針對(duì)重大疾病的檢測(cè)與治療研究已經(jīng)取得了矚目的成果，但仍處于探索階段。其中，功能化或具有良好生物相容性的納米材料設(shè)計(jì)與制備依然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在本論文中，我們?cè)O(shè)計(jì)與合成了功能化的金納米顆粒，探索了金納米顆粒在癌癥治療方面的應(yīng)用；另外制備了ZnO納米陣列及Pd-ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)，并利用這些結(jié)構(gòu)在生物分子傳感方面進(jìn)行了研究。具體包

2、括以下內(nèi)容：
　　 第一章，從納米材料的制備方法出發(fā)，介紹了納米材料在生物領(lǐng)域中的應(yīng)用，最后引出了本論文的研究?jī)?nèi)容和意義。
　　 第二章，合成了不同表面配體的金納米顆粒，研究了乳腺癌細(xì)胞對(duì)金納米顆粒的吞噬以及金納米顆粒在癌癥治療方面的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)尺寸、濃度、表面配體等因素會(huì)影響到癌細(xì)胞對(duì)金納米顆粒的吞噬。以檸檬酸三鈉包裹的金顆粒為例，乳腺癌細(xì)胞對(duì)98nm的金顆粒具有最大的吞噬，且吞噬量隨濃度的增大而增加。巰基乙胺修飾的

3、金顆粒(AET-GNP)能夠因靜電吸附作用選擇性地綁定到癌細(xì)胞的表面；而葡萄糖修飾的金顆粒(Glu-GNP)可以介由癌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取機(jī)制進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)。我們選用功能化的AET-GNP和Glu-GNP研究了金納米顆粒在癌癥放射療法中的輔助作用。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這兩種金顆粒的無毒性。以200kVp X射線為放射源，發(fā)現(xiàn)這些金顆粒能夠顯著增強(qiáng)X射線對(duì)癌細(xì)胞的殺傷作用，但對(duì)正常細(xì)胞沒有增強(qiáng)效應(yīng)。通過對(duì)比不同類型的放射源(60Co，137C

4、sγ射線)，初步認(rèn)為金納米顆粒對(duì)X射線的放療增強(qiáng)效應(yīng)源于光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)的活性自由基數(shù)目的增加，從而導(dǎo)致細(xì)胞的破壞及凋亡。
　　 第三章，制備了基于ZnO納米管陣列的葡萄糖生物傳感器。首先利用電化學(xué)方法在金電極上制備了ZnO納米棒陣列，然后進(jìn)一步通過化學(xué)腐蝕的方法得到了ZnO納米管陣列。研究了制備過程中反應(yīng)時(shí)間、溫度、施加電壓等因素對(duì)ZnO納米陣列的形貌的影響。隨后利用交聯(lián)法將葡萄糖氧化酶固定在ZnO納米管陣列上制

5、備出葡萄糖生物傳感器。通過對(duì)其性能的表征發(fā)現(xiàn)，該生物傳感器對(duì)葡萄糖具有快速、靈敏的探測(cè)，其線性范圍是50μM～12mM，響應(yīng)時(shí)間為3s，靈敏度為21.7μA/mM·cm2，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的最低檢測(cè)限為1μM。同基于金膜和ZnO納米棒陣列的葡萄糖生物傳感器相比，ZnO納米管陣列能夠有效地提高生物傳感器的線性范圍和靈敏度。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明基于ZnO納米管陣列的葡萄糖生物傳感器具有良好的抗干擾性能及穩(wěn)定性。
　　 第四章，借助電沉積的方

6、法在ZnO納米棒陣列上沉積了金屬Pd納米顆粒，定性地研究了沉積時(shí)間及初始PdCl2濃度對(duì)Pd-ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)形貌的影響。利用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了無酶H2O2的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Pd-ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)H2O2具有高效的電催化還原作用，制備的H2O2無酶?jìng)鞲衅骶€性范圍是2.5μM～23mM，靈敏度為0.405mA/mM·cm2，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的最低檢測(cè)限為2.5μM。另外，該傳感器也具有很好的抗干擾性能及穩(wěn)定性。
　　 第五章，針對(duì)本論文所涉及研究